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随着近年来各国对排放标准的政策越来越严苛,车企对发动机节能减排的探索就未曾停止过。从曾经大排自吸V12、V8、V6到现在1.4T、1.2T、1.0T,小排量化也已经成为了不可逆转的趋势,大排量自吸纷纷落幕谢场,一个比一个小的小排量涡轮们逐一登场。国六A排放标准将会在2020年实行,此外,2020年车企还要应对5L/100km的油耗限值。深圳市和广州市不仅拟提前实施轻型汽车国六排放标准,而且拟跨越轻型汽车国六A实施阶段,提前直接实行更加严格的轻型汽车国六B排放标准,这比原定计划足足提前了5年!显然目前四缸机是难以达到这些标准的,因此三缸发动机近几年又重新回到了大家的视线之中。
说到三缸发动机,难免让大家联想到夏利牌“拖拉机”,这种根植于消费者内心的刻板印象使得市面上的三缸车型不受待见。但当初涡轮增压车型大家都担心涡轮过热问题,现在反而津津乐道的说到,你的带不带“T”啊?以前喜欢拿诺基亚砸核桃,现在却喜欢一摔就碎还满地找充电宝的智能手机。是的,现在是21世纪了,游戏都VR了,人工都智能了,汽车都自动驾驶了,咱就别拿那十几二十年前的发动机相提并论了,那时候人连手机都没有,还在用BB机!
时代在变科技在进步,今天咱们就来看看这二十年发动机的进化到了什么程度,1.0T三缸发动机的动力到底行不行?油耗到底能比四缸机低多少?以上汽通用1.0TEcotec发动机为例,对1.0T三缸发动机做一番了解。
作为三缸小排量发动机技术的积极推动者,上汽通用已经将1.0T Ecotec发动机应用在了英朗、阅朗和GL6这些主力车型上,而其它同级竞品,大多还是沿用着1.5L或1.6L四缸机的技术路线。
这款1.0T Ecotec三缸机实际排量只有999毫升,也就是相当于摩托车公升大排级别,说到这里一定会有人对这么小的排量有所疑虑,动力够么?所以我们也找了目前市面上主流的自然吸气发动机来做个直观的对比。在合资品牌中,我们选取了三款主流1.6L自然吸气家用轿车,即大众速腾、丰田卡罗拉、现代悦动。
1.0T与1.6L发动机动力参数对比
从上面数据对比可以看出,英朗的1.0T发动机在最大功率、最大扭矩方面已经全面超越了1.6L自然吸气发动机,而且在最大扭矩的转速区间上,英朗1.0T的范围更广,在1500~5200r/min 区间可持续输出90%以上的峰值扭矩,因此低转速下的扭矩表现比传统1.6L自吸动力会更好。
1.0T与1.6L发动机油耗数据对比
再来说说油耗。从工信部的油耗信息来看,英朗1.0T三缸机的油耗是这四款车型中最低的,尤其是和速腾1.6L车型相比,两者的综合油耗差距甚至达到了1.4L,不免令人惊讶。
更充沛的动力表现,更出色的油耗,尽管技术可以吹嘘,但实测数据不会说谎,对比的结果清晰、直观的说明了新一代1.0T三缸发动机目前的实力水平。
更低的排量,更少的缸数却拥有更强的性能,这到底是这么做到的?目前的汽车企业在小排量三缸机身上,大多应用了下面这些技术
1、DVVT连续可变气门正时系统
所谓的DVVT就是控制进排气门开闭的两根凸轮轴均带有调节正时的功能,好处在于其可以实现发动机在不同工况下都能够拥有较好的进气效率。
2、排气歧管缸盖集成
对于一款追求高效发动机,这项技术是必不可少的一部分,它对于加快发动“热机”以及提升涡轮增压效率起着不可或缺的作用。
3、小惯量涡轮+电控泄压阀
这种涡轮更容易被气体推动,因此使得涡轮迟滞现象有所减小,发动机的低扭也会有所提升,因此在拥堵的城市路况下,这种涡轮在动力响应上具有明显的优势。
4、鱼肚型进气道+双喷射
进气道之所以采用鱼肚型设计,旨在让混合气形成高滚流以提升燃烧效率。此外,这里的双喷射并不是歧管喷射+缸内直喷,而是一个进气道内有两个喷油嘴以实现发动机不同负载下的精确喷油。
5、冷却和润滑
冷却系统的优化同样可以提高发动机效率。上汽通用Ecotec1.0T发动机采用的是最为常见的开放式水道,并且在缸盖部分进行了优化,其采用的横流设计配合此处的节温器可以更好的帮助发动机冷启动时“热机”以及正常运转下的散热。
6、可变排量机油泵
应用可变排量机油泵技术的好处可以类比于之前DVVT的作用,也就是可以根据发动机当下的工况来中控泵油量。
7、双质量飞轮
双质量飞轮对于三缸机震动的抑制和提升NVH性能起了很关键的作用。
8、DLC涂层的活塞环
新款发动机活塞在活塞环以及活塞裙部都拥有DLC涂层,这种“低张力类金刚石”材料可以有效降低部件之间的摩擦,提升发动机的效率及寿命。
除了各项新技术的加入之外,可靠性也是影响小排量三缸机今后能否流行起来的关键。车企们又都是如何进行发动机的疲劳强度、可靠性耐久性试验的呢?还是以上汽通用的这两款Ecotec三缸机为例,上汽通用共制造了367台原型机,累积测试从里程近600万公里。正是因为这些远超过日常使用工况的“变态试验”,保证了这两款发动机能够在高寒、高原、高热、高湿等各个不同地域不同路况的极端环境下都可以可靠耐久地运转。
40年前发动机的升功率基本是在30 kW/L的水平,如今在涡轮增压技术的加持下,发动机升功率能够轻松达到80-100 kW/L,动力的提升不再只依靠于排量的增长,而是归功于了发动机技术的提升。所以以新科技傍身的1.0T三缸机们,很有可能会真正开启下一个动力时代。
在全球日益严苛的环境政策导向下,混合动力、插电混动、纯电动,甚至是燃料电池,各种能源技术如雨后春笋般冒出头来,毫无疑问,它们终将是未来方的向,不过在很长时间里,传统内燃机仍将占据主要地位。而小排量涡轮增压发动机正是顺应这个时代的产物,1.0T三缸机更是其中典型的代表。
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